JP3079564B2 - Inverter power circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインバータ電源回路に関し、特にDC−ACプッ
シュ・プル・インバータ電源回路に関する。The present invention relates to an inverter power supply circuit, and particularly to a DC-AC push-pull inverter power supply circuit.
従来、スイッチング・レギュレータにおけるDC−ACプ
ッシュ・プル・インバータ電源回路として、第3図およ
び第4図に示すものがそれぞれ提案されている。第3図
に示すものは、直流電源1をDC−DCコンバータ2で電圧
変換したものを、スイッチング素子3,4で断続し、これ
を変換トランス5で電圧変換することでAC出力を得てい
る。この場合、スイッチング素子3,4は固定デューティ
で駆動させている。また、第4図に示すものは、帰還用
ダイオード8と昇降圧用インダクタ9を備えており、ス
イッチング素子3,4の駆動デューティを制御することに
よりインバータ電源回路自体に出力安定化の機能を持た
せている。Conventionally, as a DC-AC push-pull inverter power supply circuit in a switching regulator, those shown in FIGS. 3 and 4 have been proposed. In FIG. 3, a DC power supply 1 obtained by voltage conversion by a DC-DC converter 2 is intermittently switched by switching elements 3 and 4, and a voltage is converted by a conversion transformer 5 to obtain an AC output. . In this case, the switching elements 3 and 4 are driven at a fixed duty. 4 includes a feedback diode 8 and a step-up / step-down inductor 9. By controlling the drive duty of the switching elements 3 and 4, the inverter power supply circuit itself has an output stabilizing function. ing.
なお、これらDC−ACインバータ回路には仮想線で示す
ように、整流・平滑回路6が接続され、負荷回路7に接
続される。Note that a rectifying / smoothing circuit 6 is connected to these DC-AC inverter circuits as shown by a virtual line, and is connected to a load circuit 7.
このような従来のインバータ電源回路では、スイッチ
ング素子3,4を駆動する信号に矩形波を使用しているた
め、高効率化,小型化に伴ってスイッチング素子3,4の
駆動信号の高周波化を図ると、高調波の発生により変換
トランスでの損失が増加するという問題がある。また、
変換トランスの2次側に整流器を接続した場合に、その
整流器の逆回復特性により雑音を発生するという問題が
ある。In such a conventional inverter power supply circuit, a rectangular wave is used as a signal for driving the switching elements 3 and 4, so that the driving signals of the switching elements 3 and 4 have a higher frequency with higher efficiency and smaller size. In this case, there is a problem that the loss in the conversion transformer increases due to generation of harmonics. Also,
When a rectifier is connected to the secondary side of the conversion transformer, there is a problem that noise is generated due to the reverse recovery characteristic of the rectifier.
これらを改善するために、変換トランスの1次側イン
ダクタンスと結合コンデンサ等による共振回路を挿入し
た共振型インバータ回路が提案されているが、この共振
回路の定数の選定が容易ではないことと、共振特性を利
用した場合、デューティ制御をかけることが困難であり
回路が複雑になるという問題が生じる。In order to improve these, a resonance type inverter circuit in which a resonance circuit including a primary inductance of a conversion transformer and a coupling capacitor is inserted has been proposed. However, it is not easy to select a constant of the resonance circuit. When the characteristic is used, there is a problem that it is difficult to perform duty control and the circuit becomes complicated.
本発明の目的は、これらの問題を解消し、低損失、低
雑音のインバータ電源回路を提供することにある。An object of the present invention is to solve these problems and provide a low-loss, low-noise inverter power supply circuit.
本発明のインバータ電源回路は、スイッチング素子を
断続させる駆動回路として、変換トランスの自己共振周
波数より低い第1の変換周波数信号を発生する手段と、
この自己共振周波数より高い第2の変換周波数信号を発
生する手段とを備えており、第1の変換周波数信号を第
2の変換周波数信号でパルス幅変調した信号で前記スイ
ッチング素子を駆動するように構成する。The inverter power supply circuit according to the present invention, as a drive circuit for switching the switching element on and off, means for generating a first conversion frequency signal lower than the self-resonance frequency of the conversion transformer;
Means for generating a second converted frequency signal higher than the self-resonant frequency. The switching element is driven by a signal obtained by pulse width-modulating the first converted frequency signal with the second converted frequency signal. Constitute.
この場合、第1の変換周波数信号は基準正弦波信号で
あり、第2の変換周波数信号は三角波信号である。In this case, the first converted frequency signal is a reference sine wave signal, and the second converted frequency signal is a triangular wave signal.
本発明によれば、変換トランスの自己共振周波数より
低い第1の変換周波数信号を、自己共振周波数よりも高
い第2の変換周波数信号でパルス幅変調した信号でスイ
ッチング素子を駆動することで、変換トランスの二次側
には第1の変換周波数のみを発生させることができる。ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a conversion element is driven by the signal which carried out pulse width modulation of the 1st conversion frequency signal lower than the self-resonance frequency of a conversion transformer with the 2nd conversion frequency signal higher than a self-resonance frequency, Only the first conversion frequency can be generated on the secondary side of the transformer.
次に、本発明を図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例のブロック図である。同図
において、1は直流電源、3,4はスイッチング素子、5
は変換トランスであり、変換トランス5の一次側におい
て直流電源1をスイッチング素子3,4で断続して二次側
に電圧を発生させる。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a DC power supply, 3 and 4 are switching elements, 5
Is a conversion transformer, which intermittently connects the DC power supply 1 with the switching elements 3 and 4 on the primary side of the conversion transformer 5 to generate a voltage on the secondary side.
前記スイッチング素子3,4の制御回路として、第1の
変換周波数信号を発生する基準正弦波発生回路10と、第
2の変換周波数信号を発生する三角波同期信号発生回路
11と、前記基準正弦波を半波毎に分割する半波分割回路
12と、PWMコンパレータ14,15を備えて分割された半波の
正弦波を三角波でPWM変調するパルス幅変調回路13と、
前記基準正弦波の振幅を制御する出力電圧検出回路16と
を備えている。As a control circuit for the switching elements 3 and 4, a reference sine wave generating circuit 10 for generating a first converted frequency signal and a triangular wave synchronizing signal generating circuit for generating a second converted frequency signal
11 and a half-wave dividing circuit for dividing the reference sine wave for each half-wave
12, a pulse width modulation circuit 13 that includes PWM comparators 14 and 15 and performs PWM modulation of the divided half-sine wave with a triangular wave,
An output voltage detection circuit 16 for controlling the amplitude of the reference sine wave.
ここで、第1の変換周波数信号は変換トランス5の自
己共振周波数より低くなるように設定され、第2の変換
周波数信号は変換トランス5の自己共振周波数より高く
なるように設定されている。Here, the first conversion frequency signal is set to be lower than the self-resonant frequency of the conversion transformer 5, and the second conversion frequency signal is set to be higher than the self-resonance frequency of the conversion transformer 5.
この構成によれば、第2図に一部の波形を示すよう
に、基準正弦波発生回路10からの第1の変換周波数信号
は、半波分割回路12により位相が180゜ずれた2つの半
波信号17に分割される。2つの半波信号17は、それぞれ
パルス幅変調回路13内のPWMコンパレータ14,15により、
三角波同期信号発生回路11からの第2の変換周波数信号
としての三角波同期信号18と比較され、パルス幅変調さ
れたスイッチング駆動信号19となる。According to this configuration, the first converted frequency signal from the reference sine wave generating circuit 10 is divided into two half-waves whose phases are shifted by 180 ° by the half-wave dividing circuit 12, as shown in part of the waveform in FIG. The wave signal 17 is divided. The two half-wave signals 17 are output from the PWM comparators 14 and 15 in the pulse width modulation circuit 13, respectively.
The signal is compared with a triangular wave synchronizing signal 18 as a second converted frequency signal from the triangular wave synchronizing signal generation circuit 11, and becomes a pulse width modulated switching drive signal 19.
そして、スイッチング素子3,4は、それぞれ位相が180
゜ずれた2つの半波信号から発生する正弦波近似された
スイッチング駆動信号19により駆動される。このスイッ
チング素子3,4が駆動されて直流電源1を断続すること
で、変換トランス5の二次側に所要電圧の交流信号が出
力される。このとき、第1の変換周波数を変換トランス
5の自己共振周波数より低く、第2の変換周波数を変換
トランス5の自己共振周波数より高く設定しているた
め、変換トランス5では第2の変換周波数は伝送され
ず、第1の変換周波数である正弦波のみが出力に発生す
る。The switching elements 3 and 4 have a phase of 180
It is driven by a sine-wave approximated switching drive signal 19 generated from the two half-wave signals shifted from each other. When the switching elements 3 and 4 are driven to interrupt the DC power supply 1, an AC signal of a required voltage is output to the secondary side of the conversion transformer 5. At this time, since the first conversion frequency is set lower than the self-resonant frequency of the conversion transformer 5 and the second conversion frequency is set higher than the self-resonance frequency of the conversion transformer 5, the second conversion frequency of the conversion transformer 5 is Not transmitted, only a sine wave at the first conversion frequency is generated at the output.
しかも、出力電圧検出回路16からの信号により、基準
正弦波発生回路10において、正弦波の振幅を制御してい
るため、出力電圧の振幅を制御でき、インバータ回路の
みで出力電圧の安定化を容易に図ることができる。Moreover, since the amplitude of the sine wave is controlled in the reference sine wave generation circuit 10 by the signal from the output voltage detection circuit 16, the amplitude of the output voltage can be controlled, and the output voltage can be easily stabilized only by the inverter circuit. It can be aimed at.
なお、出力電圧検出回路16は、半波分割回路12におい
て発生された半波信号17の基底部の直流分のレベルを制
御して出力電圧の安定化を図るようにしてもよい。Note that the output voltage detection circuit 16 may control the level of the direct current component at the base of the half-wave signal 17 generated in the half-wave division circuit 12 to stabilize the output voltage.
以上説明したように本発明は、変換トランスの自己共
振周波数より低い第1の変換周波数信号を、自己共振周
波数よりも高い第2の変換周波数信号でパルス幅変調し
た信号でスイッチング素子を駆動するように構成してい
るので、変換トランスの二次側には第1の変換周波数の
みを発生させることができる。これにより、高調波成分
の発生を抑え、変換トランスでの損失を低減できる。ま
た、二次側に整流器を接続した際の雑音を低減すること
ができる。また、基準正弦波の振幅を制御し、あるいは
半波信号の直流レベルを制御することで出力電圧の安定
化を図ることもできる。As described above, according to the present invention, a switching element is driven by a signal obtained by pulse width-modulating a first converted frequency signal lower than the self-resonant frequency of a conversion transformer with a second converted frequency signal higher than the self-resonant frequency. Therefore, only the first conversion frequency can be generated on the secondary side of the conversion transformer. As a result, generation of harmonic components can be suppressed, and loss in the conversion transformer can be reduced. Further, noise when a rectifier is connected to the secondary side can be reduced. The output voltage can also be stabilized by controlling the amplitude of the reference sine wave or controlling the DC level of the half-wave signal.
第1図は本発明の一実施例のブロック回路図、第2図は
第1図の構成における主要部の波形図、第3図および第
4図はそれぞれ異なる従来のインバータ電源回路のブロ
ック回路図である。 1……直流電源、2……DC−DCコンバータ、3,4……ス
イッチング素子、5……変換トランス、6……整流・平
滑回路、7……負荷回路、8……帰還用ダイオード、9
……昇降圧用インダクタ、10……基準正弦波発生回路、
11……三角波同期信号発生回路、12……半波分割回路、
13……パルス幅変調回路、14,15……PWMコンパレータ、
16……出力電圧検出回路、17……半波信号、18……三角
波同期信号、19……スイッチング駆動信号。FIG. 1 is a block circuit diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram of a main part in the configuration of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are block circuit diagrams of different conventional inverter power supply circuits. It is. 1 DC power supply, 2 DC-DC converter, 3, 4 switching element, 5 conversion transformer, 6 rectifier / smoothing circuit, 7 load circuit, 8 feedback diode, 9
…… Inductor for buck-boost, 10 …… Reference sine wave generation circuit,
11: Triangular wave synchronization signal generation circuit, 12: Half-wave division circuit,
13 …… Pulse width modulation circuit, 14,15 …… PWM comparator,
16 output voltage detection circuit, 17 half-wave signal, 18 triangular wave synchronization signal, 19 switching drive signal.
Claims (2)
チング素子で断続して二次側に交流電圧を得るようにし
たインバータ電源回路において、前記スイッチング素子
を断続させる駆動回路として、前記変換トランスの自己
共振周波数より低い第1の変換周波数信号を発生する手
段と、この自己共振周波数より高い第2の変換周波数信
号を発生する手段とを備え、前記第1の変換周波数信号
を第2の変換周波数信号でパルス幅変調した信号で前記
スイッチング素子を駆動するように構成したことを特徴
とするインバータ電源回路。In an inverter power supply circuit in which a DC power supply on a primary side of a conversion transformer is intermittently connected by a switching element to obtain an AC voltage on a secondary side, a driving circuit for intermittently switching the switching element is provided. Means for generating a first converted frequency signal lower than the self-resonant frequency, and means for generating a second converted frequency signal higher than the self-resonant frequency; An inverter power supply circuit, wherein the switching element is driven by a signal pulse width modulated by a signal.
あり、第2の変換周波数信号は三角波信号である特許請
求の範囲第1項記載のインバータ電源回路。2. The inverter power supply circuit according to claim 1, wherein the first converted frequency signal is a reference sine wave signal, and the second converted frequency signal is a triangular wave signal.
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